TRIM家族蛋白在胰腺癌發生發展中的作用研究進展

張世航 綜述；江建新 審閱（武漢大學人民醫院 肝膽外科，湖北 武漢 430060）

胰腺癌是全球范圍內預后最差的癌癥之一[1]，5 年生存率不足10%[2]，這主要與其起病隱匿、早期難以診斷、發展迅速和晚期易轉移和復發的特點密切相關。胰腺導管癌（pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC）是胰腺癌最常見的類型，占胰腺癌病例的95%[3]。目前，治療胰腺癌仍以手術切除為主，全身化療為輔。由于缺少早期診斷指標，多數患者就診時已是晚期，導致治療方法主要局限于化療[4]。但近年來，腫瘤生物治療已成為腫瘤精準治療的熱門方向，針對胰腺癌KRAS突變的個體化免疫治療取得了一定的療效[5]。盡管目前對胰腺癌的診斷指標、手術方式、化療藥物和治療策略等正在不斷更新和發展中，但仍無法顯著提升胰腺癌患者的生存率。因此，亟需尋找更為準確的診斷指標和更為有效的治療方案。

三結構域（tripartite motif，TRIM）蛋白家族是擁有高度保守的RBCC三段結構域的蛋白家族，即環指（RING-finger）結構域、1～2 個可結合鋅的B-box 結構域以及卷曲螺旋結構域[6]，因此又稱為RBCC 家族。其中RING-finger結構域賦予了TRIM家族蛋白E3泛素連接酶活性[7]。E3泛素連接酶可在E2泛素結合酶的作用下，通過異肽鍵將泛素與目標蛋白上的賴氨酸結合，形成共價連接的多泛素化復合物，該復合物可進一步被26S 蛋白酶快速降解。因此，TRIM家族蛋白能夠介導癌基因和腫瘤抑制因子的泛素化降解，從而在胰腺癌的發生發展中發揮重要作用。不僅如此，TRIM 家族蛋白涉及諸多信號通路，同一個TRIM 蛋白可能直接或間接參與多個信號通路，TRIM家族蛋白也可充當促癌因子或抑癌因子[8]。本文將重點綜述TRIM 家族蛋白在胰腺癌中的研究進展，以期為胰腺癌治療提供新的思路。

1 胰腺癌細胞中異常表達的TRIM家族蛋白

大多數TRIM 家族蛋白在胰腺癌細胞中呈現高表達，在胰腺癌的發生發展中發揮重要作用。TRIM家族蛋白成員均含有環指結構域，普遍具有E3 連接酶活性，TRIM2，也稱CMT2R 或RNF86，與TRIM 家族中的其他蛋白質成員相似，可調節細胞增殖、遷移、轉錄活性和泛素化途徑，與多種惡性腫瘤的致癌作用相關。SUN等[9]研究發現，TRIM2基因的表達在PDAC 組織中顯著升高，且與預后緊密相關。下調TRIM2 基因的表達能夠抑制PDAC 細胞的活力，削弱其形成集落、遷移和侵襲的能力。泛素結合酶E2N（ubiquitin-conjugating enzyme E2N，UBE2N）和一種名 為Tax1 結合蛋 白1（Tax1-bindingprotein 1，TAX1BP1）的泛素結合蛋白都與自噬過程中的泛素化有關。SHANG 等[10]研究發現，TRIM11 基因在PDAC 細胞中表達升高，并且在胰腺癌PANC-1 細胞中敲除TRIM11基因可抑制細胞增殖、集落形成和腫瘤生長，而過表達TRIM11基因則產生相反結果。倪晨明等[11]收集了2016年1月至2018年12月間海軍軍醫大學附屬長海醫院胰腺外科行手術切除且經病理確診的176 例胰腺癌患者的癌組織及其對應的癌旁組織標本，采用免疫組織化學染色法檢測結果顯示，TRIM14 蛋白在胰腺癌組織中的表達顯著高于癌旁組織。SUN等[12]研究發現，TRIM15基因在胰腺癌組織中高表達且能促進胰腺癌細胞遷移與侵襲。王健力等[13]通過對Oncomine與GEPIA數據庫中相關數據進行分析發現，胰腺癌組織中TRIM21基因的表達明顯高于癌旁組織。TRIM29，又稱共濟失調血管擴張癥D組補充（ataxia-telangiectasia group D complementing，ATDC）基因，在遺傳性共濟失調毛細血管擴張癥的篩查基因中首次分離得到。SUN 等[14]通過免疫組織化學分析發現，TRIM29蛋白在胰腺癌組織中的表達顯著高于匹配的鄰近非腫瘤組織，TRIM29蛋白的表達與淋巴結轉移顯著相關；進一步分析結果顯示，與TRIM29 蛋白表達陰性的患者相比，TRIM29 蛋白表達陽性的患者總生存期和無復發生存期更短。TRIM31 蛋白的結構與其他家族成員類似，YU 等[15]研究發現，胰腺癌組織中TRIM31 基因過表達，能使胰腺癌細胞對吉西他濱產生耐藥性。TRIM37 蛋白由17q23染色體區域的一個基因編碼，已被證明在肺癌[16]、乳腺癌[17]、胃癌[18]、肝癌[19]進展中起重要作用。TRIM37 蛋白可調節包括腫瘤抑制因子在內的多種基因的表達，并通過EMT促進癌癥的侵襲和轉移[20]。TRIM37基因在胰腺癌細胞中過表達，且與腫瘤的惡性程度以及患者的預后高度相關。TRIM47 基因在胰腺癌組織中呈高表達，預示著患者存活率較低；沉默TRIM47基因能抑制胰腺癌細胞的增殖、遷移與侵襲[21]。大量研究證實TRIM59 基因在癌癥中扮演癌基因的角色，LI 等[22]研究發現，在胰腺癌組織中TRIM59蛋白表達顯著增加，并與腫瘤進展和胰腺癌患者的不良預后呈顯著正相關。

此外，在胰腺癌組織中也存在表達降低的TRIM家族蛋白成員，其與腫瘤大小、淋巴轉移、TNM 分期及患者的預后密切相關。有研究[23]報道，TRIM50 基因在胰腺癌組織中的表達顯著下調，過度表達TRIM50基因可削弱胰腺癌細胞的增殖和遷移能力，并能夠逆轉EMT 過程，而沉默TRIM50 基因則具有相反的效果。

2 TRIM 家族蛋白促進胰腺癌增殖、侵襲和轉移的機制

在氧化應激反應中，核因子E2 相關因子2（nuclear factor E2-related factor 2，NRF2）可轉移至細胞核與DNA 中的抗氧化應答元件（antioxidant response element，ARE）結合，調節下游基因表達[24]。NRF2 及其下游ARE 驅動基因在PDAC 組織中的表達通常上調，并與不良預后、腫瘤進展和化療耐藥相關[25]。在臨床研究中，靶向NRF2/ARE信號通路的抑制劑已被證實可提高腫瘤組織對化療藥物的敏感性，在胰腺癌的治療中發揮作用[26]。TRIM2蛋白通過與KEAP/NRF2 復合物相互作用，促進NRF2 的蛋白表達。作為轉錄因子，NRF2可結合在ITGB7啟動子區域，促進整合素β亞基（integrin subunit β7，ITGB7）的表達，過表達的ITGB7 經整合素依賴性信號通路可促進PDAC的惡性進展。

脂質代謝失調與包括PDAC 在內的各種癌癥類型的發生有關[27]。在腫瘤組織中，高水平的脂質合成為細胞持續的增殖和轉移提供了所需的條件[28]。載脂蛋白A1（apolipoprotein A1，APOA1）是高密度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL）的主要成分，可與ATP 結合盒（ATP-binding cassette，ABC）轉運蛋白ABCA1和ABCG1相互作用，促進膽固醇外流并抑制低密度脂蛋白（LDL）氧化調節炎癥[29]。TRIM15蛋白通過其PRY/SPRY 結構域與APOA1 相互作用，促進APOA1 的多聚泛素化降解。APOA1 的降解可增強胰腺癌細胞的脂質合成代謝，并抑制膽固醇外流，從而造成脂滴的積累，最終促進胰腺癌細胞的增殖和轉移。

Hippo 信號通路以及其核心成分控制著細胞的增殖、分化和遷移。Yes 相關蛋白1（yes-associated protein 1，YAP1）作為Hippo 信號通路中的一個核心分子，被認定為是一種癌蛋白。當Hippo信號通路處于非正常狀態時，YAP1處于激活狀態，此時，激活狀態下的YAP1 可以促進細胞增殖、侵襲、轉移以及維持干細胞活性，YAP1的激活可以促進腫瘤的發生與發展[30]。DENG 等[31]研究發現，E3 連接酶TRIM29 蛋白可直接與YAP1 結合并穩定YAP1，從而減少其泛素化和降解，最終增強了胰腺癌細胞增殖和侵襲的能力。腺苷酸激酶（adenylate kinase，AK）家族是一類核苷單磷酸激酶，能將ATP 上的一個磷酸基團轉移至AMP上，從而生成2個ADP分子，AK4主要分布于線粒體基質，在多種癌癥中都高表達。HAO 等[32]研究結果表明，TRIM29 蛋白可與miR-2355-3p 相互作用促進DDX3X募集的AK4轉錄后穩定，從而促進胰腺癌細胞的增殖與侵襲。泛素樣蛋白干擾素刺激基因15（interferon-stimulated gene，ISG15）編碼一種分子量15 000 的蛋白，該蛋白與多種蛋白質的翻譯后修飾有關。研究[33]表明，細胞外游離ISG15在維持PDAC 的癌癥干細胞樣特征中起著重要作用,TRIM29 蛋白通過鈣蛋白酶CAPN3 介導的過程調節ISG15的穩定性，隨后細胞外ISG15通過自分泌作用模式維持PDAC的癌癥干細胞樣特征。

糖酵解增強是癌癥的標志，可導致癌細胞葡萄糖攝取和乳酸鹽產生增加，從而驅動癌癥生長和轉移。LI 等[34]研究證實，TRIM59 蛋白是影響胰腺癌患者預后的獨立因素，其可通過PI3K-AKT-mTOR信號通路來增強糖酵解，最終促進腫瘤細胞的生長和轉移。TRIM47 蛋白與果糖-1，6-二磷酸酶（FBP1）直接結合并介導其泛素化降解，削弱FBP1 所介導的Warburg效應從而促進胰腺癌細胞有氧糖酵解，加速胰腺癌惡性進展[20]。

3 TRIM家族蛋白影響胰腺癌耐藥的機制

NF-κB通路在多種癌癥中被結構性激活，它不僅協調免疫和炎癥反應，而且在癌癥的發生發展中起著關鍵作用[35]。TRIM31 蛋白是一種E3 泛素蛋白連接酶。有研究[36]報道，TRIM31蛋白通過促進NLRP3的蛋白酶體降解，以及通過Lys63連接的多泛素化促進信號轉接子線粒體抗病毒信號蛋白（mitochondrial antiviral-signaling protein，MAV）的聚集和激活來減輕NLR家族Pyrin域蛋白3（NLRP3）的炎癥小體的激活。TRIM31 蛋白的過表達促進TRAF2 的K63 泛素化，并維持NF-κB的激活，從而激活多個抗凋亡下游基因。該研究結果表明，抑制NF-κB 信號通路可顯著增強腫瘤細胞對吉西他濱的敏感性，從而抑制腫瘤的生長；TRIM31蛋白在胰腺癌進展中作為促癌因子，調控NF-κB 信號通路以介導胰腺癌細胞對吉西他濱的耐藥性。因此，TRIM31蛋白可能成為胰腺癌的潛在治療靶點。

自噬是進化上保守的維持體內平衡的降解途徑。有研究[37]表明，抑制自噬也能顯著增加胰腺癌細胞對吉西他濱的敏感性。SHANG 等[10]研究證實，TRIM11 蛋白可以與UBE2N 結合，并且還發現TRIM11 蛋白和UBE2N 復合物也可與TAX1BP1 結合，進而驅動自噬；進一步研究表明，沉默TRIM11能增加TAX1BP1表達進而減少UBE2N的表達，從而抑制鐵積累誘導的鐵蛋白吞噬，導致PDAC細胞對吉西他濱敏感性升高。提示未來可考慮將靶向TRIM11蛋白與吉西他濱聯合作為治療胰腺癌的策略以獲得更好的療效。然而，TRIM11 蛋白與TAX1BP1 和UBE2N互作介導鐵蛋白自噬的具體分子機制尚不明確，仍有待進一步研究。據報道[38]，蛋白激酶B/糖原合酶激酶3β/β-連環蛋白（AKT/GSK3β/β-catenin）信號通路在癌癥的發生和耐藥中起著重要作用。PTEN是負調節PI3K-AKT信號傳導的關鍵腫瘤抑制因子[39]。CHEN等[40]研究了TRIM37蛋白與胰腺癌細胞生長的關系，結果表明，TRIM37 蛋白通過泛素化和PTEN 降解賦予化學抗性和干細胞性，從而激活AKT/GSK3β/β-catenin 信號通路；同時還發現胰腺癌患者的預后與腫瘤中TRIM37 蛋白和PTEN 的表達水平相關。

4 TRIM家族蛋白抑制胰腺癌發生發展的機制

腫瘤轉移是胰腺癌患者復發和死亡的主要原因，其步驟包括血管生成/淋巴管生成、EMT、向周圍組織的侵襲和遷移、轉移前微環境的形成以及在轉移部位的生長。其中EMT 是啟動轉移的關鍵步驟[41]。EMT 通常在癌癥進展和纖維化中被激活，在此過程中癌細胞表現出更具侵襲性和對凋亡的抵抗力增強等特征。Snail 家族轉錄抑制因子1（Snail family transcriptional repressor1，Snail1）是EMT 最重要的調節因子，主要通過多聚泛素化調節，經泛素-蛋白酶體途徑發生降解。LI 等[22]研究發現，TRIM50 蛋白發揮E3泛素連接酶的作用，與Snail1直接結合，對Snail1 進行多聚泛素化修飾，翻譯后修飾的Snail1 被蛋白酶體所識別發生泛素化降解，EMT 信號由此被阻滯，胰腺癌細胞EMT 最終被逆轉。由此可見，TRIM50 蛋白在胰腺癌中作為抑癌因子通過介導Snail1泛素化降解從而逆轉胰腺癌EMT，抑制胰腺癌惡性進展。然而，TRIM50 蛋白與Snail1 相互作用的結構域，以及其在胰腺癌細胞中的泛素化位點和亞細胞定位尚不明確，仍有待進一步研究。

5 TRIM家族蛋白在胰腺癌生物治療中的意義

近年來，越來越多的研究表明靶向泛素-蛋白酶體途徑以及阻斷信號通路是治療癌癥的一種重要方法，靶向TRIM24蛋白的細胞滲透性化學降解物不僅能夠降低TRIM24 蛋白水平，還可以對TRIM24 蛋白的靶基因產生更為有效的抑制作用[42]。TRIM58基因的甲基化DNA在健康樣本與肺癌患者的支氣管肺泡灌洗液和痰液樣本中具有顯著的差異[43]。TRIM家族蛋白在胰腺癌細胞增殖、侵襲轉移及化療藥物耐藥中發揮 關鍵作 用，TRIM2、TRIM11、TRIM14、TRIM15、TRIM21、TRIM29、TRIM31、TRIM37、TRIM47和TRIM59等在胰腺癌中高表達且與預后相關，因此TRIM家族蛋白有可能成為診斷以及預測胰腺癌預后的生物標志物。TRIM11 基因的沉默可抑制鐵蛋白吞噬進而提高胰腺癌細胞對吉西他濱的敏感性，TRIM31 蛋白在胰腺癌進展中作為促癌因子，調控NF-κB信號通路而介導胰腺癌細胞對吉西他濱的耐藥性。TRIM37蛋白通過介導PTEN的泛素化降解，激活AKT/GSK3β/β-catenin 信號通路進而導致胰腺癌細胞對吉西他濱的耐藥。靶向TRIM 家族相關蛋白聯合吉西他濱有望作為治療胰腺癌的策略，以獲得更好的療效。盡管目前靶向TRIM 家族蛋白治療胰腺癌還處于早期階段，仍需大量相關研究以及臨床應用數據，但現有的基礎研究已證實了TRIM家族蛋白的潛力。

6 結語與展望

綜上，TRIM家族成員眾多，功能迥異而復雜，其可通過癌蛋白和腫瘤相關因子泛素化、轉錄后調控、細胞糖酵解代謝、PI3K-AKT-mTOR 信號通路、NRF/ITGB7/FAK 軸、AKT/GSK3β/β-catenin 信號通 路、NF-κB信號通路、UBE2N/TAX1BP1信號通路等介導胰腺癌的增殖、轉移浸潤、EMT 及對化療藥的耐藥性。TRIM2、TRIM11、TRIM14、TRIM15、TRIM21、TRIM29、TRIM31、TRIM37、TRIM47、TRIM50 和TRIM59等蛋白有望成為胰腺癌診斷的生物標志物，靶向TRIM11、TRIM31、TRIM37 等蛋白聯合吉西他濱治療胰腺癌也具有一定的應用前景。目前，有關TRIM 家族蛋白在胰腺癌發生發展中發揮作用的研究相對較少，對其涉及的信號通路以及分子機制目前了解甚少，需要更多、更深入的研究與探索。若能進一步挖掘與探索TRIM 家族其他成員在胰腺癌中的作用及具體分子機制，豐富其表觀遺傳學內容，相信在不久的將來可為胰腺癌患者提供基因水平上的分子診斷和新的治療思路。